本發(fā)明涉及一種治療心功能衰竭的植入式單支點(diǎn)離心泵心臟輔助裝置，離心葉輪前端處于磁懸浮狀態(tài)，尾端由機(jī)械支點(diǎn)支撐，設(shè)置局部藥物注射腔隙并與植入皮下的靜脈輸液港相聯(lián)通，通過(guò)靜脈輸液港定期向單支點(diǎn)離心泵的支點(diǎn)腔內(nèi)局部注射抗凝藥物防止支點(diǎn)及葉輪血栓形成和附著；離心泵殼和離心葉輪的結(jié)構(gòu)均對(duì)稱，離心葉輪無(wú)論順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)均可產(chǎn)生相同的流體輸出，周期性改變離心葉輪的旋轉(zhuǎn)方向以進(jìn)一步改善沖刷效應(yīng)。

背景技術(shù)：

離心血泵是植入式心臟輔助裝置的一種，臨床治療晚期心衰取得了良好效果。但此類裝置會(huì)導(dǎo)致血栓栓塞、出血等嚴(yán)重并發(fā)癥，是阻礙此技術(shù)進(jìn)步的重要困難。目前國(guó)內(nèi)外一些研究者致力于“磁懸浮”改進(jìn)機(jī)械軸承技術(shù)，旨在克服血栓栓塞的困難，取得了較好成效，如美國(guó)的“heartmate3”離心血泵等，但此類裝置存在懸浮控制系統(tǒng)，使泵體積不能有效降低，特別是對(duì)身材較小的病人不易植入體內(nèi)。采用“磁-液”懸浮技術(shù)可以壁面引入復(fù)雜的控制系統(tǒng)，但由于存在狹窄的流體懸浮間隙，可導(dǎo)致血液中活性因子的損傷和破壞，如美國(guó)的“heartware”離心血泵等。此外，這些血泵的一個(gè)共同缺點(diǎn)是需要應(yīng)用較多的抗凝藥物，而全身應(yīng)用抗凝藥物是出血并發(fā)癥的重要原因。由此，提高血泵自身的抗栓能力，降低全身抗凝藥物的用量就成為輔助循環(huán)裝置研制的一個(gè)重點(diǎn)。采用磁懸浮技術(shù)和機(jī)械軸承相結(jié)合的混合技術(shù)，可以最大限度地利用兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，改善離心泵的總體性能。

根據(jù)流體機(jī)械的原理，離心泵基本結(jié)構(gòu)是離心泵殼和置于離心泵殼腔中的離心葉輪。傳統(tǒng)離心血泵的離心葉輪、離心泵殼及泵出口均采用不對(duì)稱設(shè)計(jì)，泵出口以切線方向與離心泵殼腔相聯(lián)通，出口的過(guò)流面積逐步擴(kuò)大。這樣的設(shè)計(jì)可在泵出口處利用旋轉(zhuǎn)流的切向動(dòng)量和在流道中的擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)一步增加輸出壓力，有利于提高離心泵的能量轉(zhuǎn)化效率。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求離心葉輪必須按照特定方向旋轉(zhuǎn)，如果葉輪反向旋轉(zhuǎn)則會(huì)導(dǎo)致工作效率嚴(yán)重下降。但離心血泵不能僅僅考慮提高效率，更重要的是提高裝置的血液相容性。本發(fā)明提出單支點(diǎn)離心泵心臟輔助裝置，采用對(duì)稱的泵結(jié)構(gòu)，離心葉輪定期交替旋轉(zhuǎn)，可減少泵腔內(nèi)的血流“死區(qū)”，改善沖刷，進(jìn)一步提高離心血泵的抗血栓特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：?jiǎn)沃c(diǎn)離心泵心臟輔助裝置，由離心泵殼和離心葉輪組成并采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)；離心泵殼由泵筒和葉輪殼相聯(lián)結(jié)，離心葉輪由葉片和轉(zhuǎn)子柱共同組成；轉(zhuǎn)子柱中包埋設(shè)置永磁轉(zhuǎn)子和永磁懸浮體。轉(zhuǎn)子柱位于泵筒內(nèi)，在泵筒前端設(shè)置永磁軸承，使離心葉輪前端的轉(zhuǎn)子柱處于磁懸浮狀態(tài)，永磁轉(zhuǎn)子則與泵筒壁內(nèi)的電機(jī)定子共同組成直流無(wú)刷電機(jī)，驅(qū)動(dòng)離心葉輪旋轉(zhuǎn)。離心葉輪的葉片位于葉輪殼內(nèi)并由葉輪殼導(dǎo)流椎的機(jī)械支點(diǎn)支撐，葉輪殼導(dǎo)流椎內(nèi)有中心孔與支點(diǎn)腔隙相聯(lián)通，通過(guò)藥物導(dǎo)管與埋置在皮下的靜脈輸液港相聯(lián)通，抗凝和溶栓藥物可通過(guò)靜脈輸液港注入支點(diǎn)腔隙，在局部釋放藥物防止支點(diǎn)周圍血栓形成。

本發(fā)明的有益效果是：采用磁懸浮軸承代替離心葉輪前端的機(jī)械支點(diǎn)，簡(jiǎn)化泵內(nèi)結(jié)構(gòu)，有利于沖刷，通過(guò)局部釋放藥物防止離心葉輪血栓形成和血栓附著，減低全身抗凝藥物用量，防止出血并發(fā)癥；避免有源磁懸浮技術(shù)，不需要反饋控制機(jī)構(gòu)，離心泵體積小，進(jìn)一步改善解剖相容性，可植入性提高，有利于防止感染并發(fā)癥；離心葉輪可定期交替旋轉(zhuǎn)，可減少泵腔內(nèi)血流緩慢的“死區(qū)”，改善沖刷。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明單支點(diǎn)離心泵心臟輔助裝置一個(gè)實(shí)施例的模擬圖。

圖2是單支點(diǎn)離心泵心臟輔助裝置沿對(duì)稱縱剖面的構(gòu)造圖。

圖3是單支點(diǎn)離心泵心臟輔助裝置的離心葉輪結(jié)構(gòu)圖

圖1，圖2，圖3中：1.泵入口，2.泵筒，3.磁懸浮軸承，4.轉(zhuǎn)子柱，5.機(jī)械支點(diǎn)球，6.葉片，7.葉片殼，8.機(jī)械支點(diǎn)，9.縫合裙，10.泵出口，11.機(jī)械支點(diǎn)球窩，12.支點(diǎn)腔隙，13.中心孔，14.藥物導(dǎo)管，15.離心泵殼，16.離心葉輪，17.導(dǎo)流椎，18.定子徑向懸浮磁環(huán)，19.靜脈輸液港，20.對(duì)稱剖面，21.轉(zhuǎn)子永磁體，22.定子鐵芯，23.定子繞組，24.轉(zhuǎn)子徑向懸浮磁體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的單支點(diǎn)離心泵心臟輔助裝置做進(jìn)一步說(shuō)明。

由圖圖1，圖2，圖3可見(jiàn)前端的轉(zhuǎn)子柱(4)和尾端的葉片(6)連接形成離心葉輪(16)，轉(zhuǎn)子柱(4)位于泵筒(2)內(nèi)，葉片(6)位于葉片殼(7)內(nèi)。泵筒(2)壁內(nèi)包埋有同心包繞的筒狀定子鐵芯(22)和筒狀定子繞組(23)；轉(zhuǎn)子柱(4)為圓柱狀，中空腔內(nèi)包埋徑向充磁的轉(zhuǎn)子永磁體(21)；轉(zhuǎn)子柱(4)前端由磁懸浮軸承(3)支撐，磁懸浮軸承(3)由轉(zhuǎn)子徑向懸浮磁體(24)和定子徑向懸浮磁環(huán)(18)共同組成；轉(zhuǎn)子徑向懸浮磁體(24)為圓柱狀，包埋在轉(zhuǎn)子柱(4)的前端；定子徑向懸浮磁環(huán)(18)為圓環(huán)狀，包埋在泵筒(2)的壁內(nèi)前端，轉(zhuǎn)子徑向懸浮磁體(24)和定子徑向懸浮磁環(huán)(18)均為軸向充磁，長(zhǎng)度相等，位置對(duì)齊且以同極性端同向排列，以磁排斥力限制轉(zhuǎn)子柱(4)前端的徑向位移。泵筒(2)壁內(nèi)壁面與轉(zhuǎn)子柱(4)之間有間隙，可使血液流入葉片殼(7)內(nèi)。定子鐵芯(22)和定子繞組(23)通電時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩直接傳遞給與之相聯(lián)的葉片(6)，葉片(6)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在泵入口(1)中產(chǎn)生抽吸力，使血液通過(guò)泵入口(1)進(jìn)入葉片殼(7)內(nèi)，葉片(6)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將葉片殼(7)內(nèi)的血液通過(guò)泵出口(10)推出。葉片殼(7)后壁中心設(shè)置導(dǎo)流椎(17)，導(dǎo)流錐(17)頂端設(shè)置機(jī)械支點(diǎn)球窩(11)，轉(zhuǎn)子柱(4)后端包埋鑲嵌機(jī)械支點(diǎn)球(5)，由機(jī)械支點(diǎn)球窩(11)支撐形成機(jī)械支點(diǎn)(8)，限制離心葉輪(16)后端的徑向和軸向后位移。

機(jī)械支點(diǎn)球(5)與機(jī)械支點(diǎn)球窩(11)之間的間隙為支點(diǎn)腔隙(12)，支點(diǎn)腔隙(12)通過(guò)機(jī)械支點(diǎn)球窩(11)的中心孔(13)與藥物導(dǎo)管(14)相通，進(jìn)而與藥物靜脈輸液港(19)相聯(lián)通。在植入人體時(shí)，藥物靜脈輸液港(19)植入到腹壁皮下，可接受注射器穿刺注射的抗凝和溶栓藥液并引導(dǎo)藥液進(jìn)入支點(diǎn)腔隙(12)，支點(diǎn)腔隙(12)中的抗凝藥物可緩慢釋放，防止機(jī)械支點(diǎn)(8)及周圍表面形成和附著血栓。離心泵殼(15)和離心葉輪(16)的結(jié)構(gòu)均以對(duì)稱剖面(20)為基準(zhǔn)左右對(duì)稱，離心葉輪(16)無(wú)論順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)均可產(chǎn)生相同的流體輸出。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種單支點(diǎn)離心泵心臟輔助裝置，由離心泵殼(15)、離心葉輪(16)組成；泵筒(2)壁內(nèi)置定子鐵芯(22)和定子繞組(23)和定子徑向懸浮磁環(huán)(18)。轉(zhuǎn)子柱(4)內(nèi)置轉(zhuǎn)子永磁體(21)，轉(zhuǎn)子徑向懸浮磁體(24)和定子徑向懸浮磁環(huán)(18)磁懸浮力支撐轉(zhuǎn)子柱(4)。葉片殼(7)后壁設(shè)導(dǎo)流椎(17)，埋置機(jī)械支點(diǎn)球窩(11)，轉(zhuǎn)子柱(4)后端置機(jī)械支點(diǎn)球(5)和機(jī)械支點(diǎn)球窩(11)形成機(jī)械支點(diǎn)(8)；支點(diǎn)腔隙(12)經(jīng)中心孔(13)與藥物導(dǎo)管(14)及靜脈輸液港(19)相通，離心泵殼(15)和離心葉輪(16)的結(jié)構(gòu)均對(duì)稱，離心葉輪(16)無(wú)論順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)均可產(chǎn)生相同的流體輸出。

技術(shù)研發(fā)人員：李國(guó)榮;朱曉東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：李國(guó)榮;朱曉東
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.09
技術(shù)公布日：2017.09.01